数据库设计基础与软件设计师教程

"软件设计师（数据库）教程是一个关于软件设计师考试的PPT教程，由宋安平教授于2004年10月24日在上海大学计算机学院讲解。教程涵盖了数据库技术的基础知识，包括数据模型、关系代数、关系数据库、SQL语言、数据库规范化以及数据库的控制功能等内容。" 在软件设计领域，数据库起着至关重要的作用。本教程首先介绍了基本概念，如数据库（DB）是统一管理的相关数据集合，而数据库管理系统（DBMS）则是一种介于用户和操作系统之间的软件，用于处理数据库的创建、查询、更新和数据控制。数据库管理技术经历了人工管理、文件系统和数据库三个阶段，数据库阶段通过复杂的数据模型提高了数据独立性和数据管理效率。 DBMS的主要功能包括数据定义、数据库操作（检索和更新）、运行管理（恢复、并发控制、完整性、安全性）、数据组织存储以及数据库的建立和维护等。其特征在于数据的结构化管理、高数据独立性和强大的数据控制功能。此外，DBMS还有不同种类，如关系数据库管理系统（RDBMS）、面向对象数据库系统（OODBS）和对象关系数据库系统（ORDBS）。 数据库的三级模式结构是数据库设计的重要组成部分，包括外模式（用户接口）、概念模式（全局逻辑结构）和内模式（物理存储结构）。两级映射——模式/内模式映射和外模式/模式映射——确保了数据的物理独立性和逻辑独立性，从而允许数据库在不影响用户应用程序的情况下进行内部结构的改变。 教程中进一步讨论了数据模型的概念，这是数据库设计的核心。数据模型的三要素是数据结构、数据操作和数据约束。常见的数据模型有实体联系模型（ER图）、层次模型、网状模型和关系模型，其中关系模型是最广泛使用的，它基于关系代数理论，支持SQL语言，使得数据操作变得简单直观。 在关系模型中，实体、属性和关系被用来描述现实世界的数据，而ER图则用于可视化这些实体和它们之间的联系。层次和网状模型虽然在现代数据库系统中较少使用，但在特定场景下仍有其价值，如在网络型数据库中。 通过学习这个教程，软件设计师可以深入理解数据库的设计原理和操作，这对于开发高效、稳定、安全的软件系统至关重要。无论是进行数据建模、数据库设计还是编写数据库相关的应用程序，这些基础知识都将提供坚实的理论支持。